Az univerzum működéséről szóló eddigi legátfogóbb forgatókönyvet az úgynevezett Lambda-CDM (Lambda Hideg Sötét Anyag, ΛCDM) modell nyújtja, ami magában foglalja a lambda jelű kozmológiai konstanst és a hideg sötét anyagot (CDM) is, ami a sötét anyag egy korai formája. A ΛCDM modell emellett integrálja a sötét energiával való interakciót is, ami az univerzum tágulásáért felel. Az univerzum “sötét része”, vagyis a sötét anyag és sötét energia együttesen az általunk ismert világmindenség körülbelül 95%-át teszi ki: a látható anyag, amiből a csillagok, égitestek, és élőlények állnak, elenyésző, 5%-nyi részt képvisel a kutatók szerint.

A sötét anyag és a sötét energia rendkívül fontos részletét jelenti az univerzumról szóló tudásunknak, mivel jelenlétük magyarázatot ad sok olyan jelenségre, amit más módon nehezen lehetne értelmezni, de valójában a sötét anyag és a sötét energia is megfoghatatlan erők, amelyek létezését leginkább közvetett módon lehet érzékelni. Az egyébként sok tekintetben jól működő ΛCDM modell egyik problémás paramétere a galaxisok eloszlásával, pontosabban a galaxishalmazok kialakulásával kapcsolatos -

a galaxisok klaszterekbe rendeződése a modell előrejelzései szerint eltér attól, amit a valóságban megfigyeltek a kutatók.

Az eltérést egy új kutatás eredményei nem csak megerősítik, hanem tovább növelik, bár egyelőre nem olyan mértékben, hogy bizonyítsa a standard kozmológiai modell helytelen mivoltát - írja a NOIRLab (National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory), az Egyesült Államok csillagászati kutatólaboratóriuma.

A NOIRLab az egyik résztvevője a DES (Dark Energy Survey) Kollaborációnak, ami a sötét anyaggal kapcsolatos vizsgálatokkal foglalkozik. A DES felmérés lényege, hogy sok száz millió galaxis feltérképezésével segítsen meghatározni azokat a kozmikus mintázatokat, amelyek felfedhetik a sötét energia működését és természetét, a projekt 2013-tól 2019-is tartó felméréseinek összesített adatait pedig most hozták nyilvánosságra. A hat év alatt összegyűjtött adatok most először négy különféle típusú vizsgálati módszer eredményeit összegezték: a barionikus akusztikus oszcillációk, a Type-Ia szupernóvák, a galaxisklaszterek és a gyenge gravitációs lencsézés méréseinek révén elemezték az univerzum tágulásának történetét.

A kutatók a DES adatok alapján “új, szigorúbb korlátozásokat” tudtak felvázolni, amelyek ”leszűkítik az univerzum működését leíró lehetséges modellek körét.” - írta a NOIRLab - “Ezek a korlátozások több mint kétszer olyan erősek, mint a DES korábbi elemzéseiből származók, miközben összhangban maradnak a DES korábbi eredményeivel.”

Az elemzés során két modell előrejelzéseit vetették össze a DES adatokkal: a Lambda sötét anyag modellt és annak kiterjesztett verzióját (wCDM), amelyben a sötét energia sűrűsége nem konstans, hanem változó értékű. Az adatok alapvetően mindkét modellhez illeszkedtek, de a galaxishalmazokkal kapcsolatos paraméter eltérése újra felbukkant.

“A korai univerzum mérései alapján mind a standard, mind a változó sötétenergia-modellek megjósolják, hogyan csoportosul az anyag az univerzumban a későbbi időkben.

A korábbi elemzések során úgy találták, hogy a galaxisok csoportosulása eltér az előrejelzésektől. Amikor a DES hozzáadta a legfrissebb adatokat, ez az eltérés tovább nőtt, de még nem érte el azt a bizonyossági szintet, amely alapján kijelenthető lenne, hogy a kozmológia standard modellje helytelen. A különbség akkor is fennmaradt, amikor a DES saját adatait más kísérletek eredményeivel kombinálta.” - magyarázta a NOIRLab.

“Azt találjuk, hogy mind a standard modell, mind a változó sötétenergia-modell illeszkedik a korai és a késői univerzum megfigyeléseihez, de nem tökéletesen.”

- mondta el Judit Prat, a DES Kollaboráció kutatója.

Az elkövetkező időkben a DES tovább dolgozik az adatokkal, összevetve őket más, sötétenergia-felmérésekből származó információkkal, hogy feltérképezzenek alternatív modelleket is, amelyek a gravitáció és a sötét energia működését írják le.

(Fotó: NASA's Goddard Space Flight Center, Jessie Muir/DES Collaboration, Luminas_Art/Pixabay)

Monumentális felfedezés küszöbén állhatunk - újra kell gondolnunk a helyünket az univerzumban A DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) hatalmas mennyiségű űrbeli objektumot térképez fel öt éves működése alatt, és az adatok már most arra utalnak, hogy a standard kozmológiai modellt esetleg újra kell értelmezni.